Κατανοήστε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της αιολικής ενέργειας στη Βραζιλία

Appininary Kalashnikova no Unsplash εικόνα

Η αιολική ενέργεια είναι η ενέργεια που παράγεται από την κινητική ενέργεια του ανέμου (κινούμενες μάζες αέρα) και την ηλεκτρομαγνητική θέρμανση του ήλιου (ηλιακή ενέργεια), οι οποίες κινούν μαζί τις λεπίδες συλλογής.

Η κινητική ενέργεια του ανέμου μετατρέπεται συνήθως σε μηχανική ενέργεια από ανεμόμυλους και τροχούς, ή σε ηλεκτρική ενέργεια από ανεμογεννήτριες (ή ανεμογεννήτριες).

Η εφαρμογή της αιολικής ενέργειας σε μηχανικά έργα από μύλους και τροχούς, όπως η άλεση σιτηρών και η άντληση νερού, πηγαίνει πίσω στην προέλευση της χρήσης αυτής της πηγής ενέργειας από την ανθρωπότητα, η οποία μόνο θεωρήθηκε εναλλακτική για την παραγωγή ενέργειας ηλεκτρικής ενέργειας από την πετρελαϊκή κρίση στη δεκαετία του '70.

Πώς λειτουργεί η αιολική ενέργεια

Η κινητική ενέργεια του ανέμου παράγεται όταν η θέρμανση των στρωμάτων αέρα δημιουργεί μια μεταβολή των βαθμίδων πίεσης στις μάζες του αέρα.

Η ανεμογεννήτρια μετατρέπει αυτήν την κινητική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια μέσω της περιστροφής των λεπίδων και, μέσω μιας γεννήτριας, παράγεται ηλεκτρική ενέργεια.

Η ανεμογεννήτρια αποτελείται από:

Ανεμόμετρο: μετρά την ένταση και την ταχύτητα του ανέμου. Λειτουργεί κατά μέσο όρο κάθε δέκα λεπτά.
Windsock (αισθητήρας κατεύθυνσης): καταγράφει την κατεύθυνση του ανέμου. Η διεύθυνση του ανέμου πρέπει να είναι πάντα κάθετη προς τον πύργο για μέγιστη χρήση
Λεπίδες: πιάστε τον άνεμο, μετατρέποντας τη δύναμή του στο κέντρο του ρότορα.
Γεννήτρια: στοιχείο που μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια του άξονα σε ηλεκτρική ενέργεια.
Μηχανισμοί ελέγχου: προσαρμογή της ονομαστικής ισχύος στην ταχύτητα του ανέμου που συμβαίνει συχνότερα κατά τη διάρκεια μιας δεδομένης περιόδου.
Κουτί πολλαπλασιασμού (μετάδοση): υπεύθυνο για τη μετάδοση της μηχανικής ενέργειας από τον άξονα του ρότορα στον άξονα της γεννήτριας.
Rotor: σετ που συνδέεται με έναν άξονα που μεταδίδει την περιστροφή των λεπίδων στη γεννήτρια.
Nacele: διαμέρισμα τοποθετημένο στην κορυφή του πύργου που αποτελείται από: κιβώτιο ταχυτήτων, φρένα, συμπλέκτης, ρουλεμάν, ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου και υδραυλικό σύστημα
Πύργος: στοιχείο που υποστηρίζει το ρότορα και το ρακέτα στο κατάλληλο ύψος για λειτουργία. Ο πύργος είναι ένα δαπανηρό στοιχείο για το σύστημα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της αιολικής ενέργειας

Το κύριο πλεονέκτημα της αιολικής ενέργειας είναι ότι είναι μια ανανεώσιμη και «καθαρή» πηγή ενέργειας, καθώς δεν εκπέμπει αέρια θερμοκηπίου που συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη και δεν παράγει απόβλητα κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Τι είναι τα αέρια του θερμοκηπίου

Επιπλέον, η πηγή της αιολικής ενέργειας θεωρείται ανεξάντλητη και δεν υπάρχει κόστος που σχετίζεται με την παραγωγή μιας πρώτης ύλης, σε αντίθεση με αυτό που συμβαίνει με τα ορυκτά καύσιμα.

Το κόστος ανάπτυξης είναι σχετικά χαμηλό. Η ανάγκη για συντήρηση είναι χαμηλή και δημιουργούνται νέες ευκαιρίες εργασίας σε τομείς που συνήθως λαμβάνουν ελάχιστες επενδύσεις.

Μια πολύ κοινή κριτική για την αιολική ενέργεια είναι η διακοπτόμενη. Η αιολική ενέργεια εξαρτάται από την εμφάνιση του ανέμου στην ιδανική πυκνότητα και ταχύτητα, και αυτές οι παράμετροι υφίστανται ετήσιες και εποχιακές διακυμάνσεις.

Επομένως, για να θεωρηθεί η αιολική ενέργεια τεχνικά χρήσιμη, το αιολικό πάρκο (ή το αιολικό πάρκο) πρέπει να εγκατασταθεί σε μέρος όπου η πυκνότητα της μάζας του αέρα είναι μεγαλύτερη ή ίση με 500 watt ανά τετραγωνικό μέτρο (W / m²) σε ύψος 50 μέτρων και η ταχύτητα του ανέμου είναι επτά έως οκτώ μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m / s).

Ωστόσο, η κατασκευή ενός αιολικού πάρκου δεν μπορεί να βασίζεται μόνο στην ικανοποίηση τεχνικών παραγόντων που σχετίζονται με τη διαθεσιμότητα ανέμων. Η διαδικασία απαιτεί επίσης τη διενέργεια Μελετών Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΕΠΕ) και της Έκθεσης Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (RIMA), οι οποίες χρησιμεύουν για τον καθορισμό της καλύτερης τοποθεσίας όχι μόνο από στρατηγική άποψη, αλλά και από κοινωνικοπεριβαλλοντική άποψη.

Τα αιολικά πάρκα (ή αιολικά πάρκα) είναι χώροι στους οποίους υπάρχουν τουλάχιστον πέντε ανεμογεννήτριες (ανεμογεννήτριες) που μπορούν να παράγουν ηλεκτρισμό. Αυτή η συγκέντρωση ανεμογεννητριών στην ίδια θέση προκαλεί μια σειρά αρνητικών εξωτερικοτήτων.

Μία από τις αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις είναι στους πληθυσμούς πουλιών. Όταν πετούν πολύ κοντά στις τουρμπίνες, πολλά πουλιά χτυπιούνται από τις λεπίδες και υφίστανται σοβαρούς τραυματισμούς και ακόμη και πεθαίνουν. Η εφαρμογή των αιολικών πάρκων μπορεί να επηρεάσει την αλλαγή στις διαδρομές των μεταναστευτικών ροών των πληθυσμών πουλιών.

Επιπλέον, τα αιολικά πάρκα μπορούν επίσης να επηρεάσουν αρνητικά το τοπικό οικοσύστημα και τους γύρω ανθρώπινους πληθυσμούς λόγω του δυνατού θορύβου που παράγουν οι στρόβιλοι κατά τη λειτουργία. Η ηχορύπανση θεωρείται πρόβλημα δημόσιας υγείας, καθώς σχετίζεται με αυξημένο στρες, επιθετικότητα και ψυχολογικές διαταραχές, μεταξύ άλλων επιπτώσεων στην υγεία. Ο θόρυβος μπορεί επίσης να προκαλέσει την απομάκρυνση των ζωικών πληθυσμών, επηρεάζοντας το τοπικό οικοσύστημα.

Η γύρω κοινότητα μπορεί να επηρεαστεί από οπτική ρύπανση. Η κατασκευή αιολικών πάρκων προκαλεί σημαντικές αλλαγές στο τοπίο.

Ένας άλλος αντίκτυπος που σχετίζεται με τους στροβίλους είναι η παρεμβολή που προκαλούν στα ραντάρ καιρού. Αυτά τα ραντάρ χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη του όγκου της βροχής, του κινδύνου χαλάζι και άλλων ενεργειών με την πάροδο του χρόνου. Για να είναι σε θέση να εκτελούν τέτοιες δραστηριότητες, πρέπει να είναι πολύ ευαίσθητος εξοπλισμός. Αυτή η ευαισθησία τους καθιστά ευαίσθητους σε εξωτερικές παρεμβολές. Μια μεμονωμένη ανεμογεννήτρια που λειτουργεί σε μια περιοχή κοντά σε ένα ραντάρ καιρού μπορεί να επηρεάσει τις προβλέψεις σας. Δεδομένου ότι τα ραντάρ είναι σημαντικά εργαλεία για την πρόληψη κρίσιμων γεγονότων σε περιόδους βροχών, και χρησιμοποιούνται από την Πολιτική Άμυνα για τη βάση μέτρων έκτακτης ανάγκης, πρέπει να καθοριστούν ελάχιστες αποστάσεις μεταξύ ραντάρ και ανεμογεννητριών.

Σύμφωνα με την έκθεση του Υπουργείου Επιστημών, Τεχνολογίας και Καινοτομίας, καμία ανεμογεννήτρια δεν πρέπει να εγκατασταθεί σε απόσταση μικρότερη των 5 km από ραντάρ C-band (συχνότητα μεταξύ 4 GHz και 8 GHz) και 10 km από S-band (συχνότητα μεταξύ 2 GHz και 4 GHz). Όσον αφορά την εφαρμογή αιολικών πάρκων, οι αποστάσεις που πρέπει να ληφθούν υπόψη είναι 20 χλμ και 30 χλμ για κάθε τύπο ραντάρ, αντίστοιχα.

Αν και η αιολική ενέργεια δεν παράγει απόβλητα κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, είναι απαραίτητο να σημειωθεί ότι υπάρχουν κατάλοιπα από τη διαδικασία κατασκευής των πτερυγίων τουρμπίνας, τα οποία συνήθως κατασκευάζονται με υαλοβάμβακα. Το ίδιο το Fiberglass δεν είναι τοξικό, ωστόσο, τα πρόσθετα που χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση του υλικού μπορούν να είναι, όπως η εποξική ρητίνη. Η εποξική ρητίνη κατασκευάζεται από επιβλαβή υλικά όπως οι διφαινόλες.

Μάθετε τους τύπους της δισφαινόλης και τους κινδύνους τους

Ένα φτυάρι έχει μέση διάρκεια ζωής 20 ετών και εξακολουθεί να μην υπάρχει τεχνολογία που καθιστά την ανακύκλωση του φτυάρι οικονομικά βιώσιμη λόγω της υψηλής πολυπλοκότητας του υλικού με το οποίο κατασκευάζεται.

Εφαρμογή της αιολικής ενέργειας

Σύμφωνα με την έκθεση της Εθνικής Υπηρεσίας Ηλεκτρικής Ενέργειας (Aneel), μόνο το 13% της επιφάνειας του εδάφους στον κόσμο είναι κατάλληλο για αυτόν τον παράγοντα, ο οποίος ήδη επιβάλλει ένα όριο στην εφαρμογή του στις περισσότερες περιοχές.

Αιολική ενέργεια στη Βραζιλία

Στην περίπτωση της Βραζιλίας, περισσότερα από 71 χιλιάδες km² της εθνικής επικράτειας έχουν ταχύτητα ανέμου πάνω από 7 m / s στο επίπεδο ύψους 50 m. Αυτό το δυναμικό θα παρέχει στη χώρα το ισοδύναμο των 272 terawatt ώρες ετησίως (TWh / έτος), το οποίο αντιπροσωπεύει περίπου το 64% της εθνικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, που είναι περίπου 424 TW / έτος. Αυτό το δυναμικό συγκεντρώνεται κυρίως στη βορειοανατολική περιοχή της χώρας, ακολουθούμενη από τη νότια περιοχή, όπως φαίνεται στον Άτλαντα της Βραζιλίας.

Η αιολική ενέργεια είναι μια εναλλακτική λύση για τη διαφοροποίηση της ηλεκτρικής μήτρας της χώρας και, συνεπώς, την αύξηση της ασφάλειας σε αυτόν τον τομέα. Είναι ενδιαφέρον ότι λόγω της αυξημένης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, η χώρα παραμένει στο δρόμο των καθαρών τεχνολογιών αντί να επιλέγει μη ανανεώσιμες πηγές, οι οποίες προκαλούν ακόμη πιο επιθετικές κοινωνικο-περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Μια εναλλακτική λύση στις επιπτώσεις του θορύβου και της οπτικής ρύπανσης είναι η εγκατάσταση υπεράκτιων αιολικών πάρκων , δηλαδή στη θάλασσα. Επιπλέον, μπορούν να πραγματοποιηθούν τεχνολογικές εξελίξεις για την ελαχιστοποίηση άλλων επιπτώσεων, όπως η ανάπτυξη στροβίλων που είναι λιγότερο επιβλαβείς για τα πουλιά.